Hệ thống kết cấu thép trong các tòa nhà cao tầng chủ yếu bao gồm các loại sau:
Hệ thống khung
Đặc điểm của nó là phân phối lực rõ ràng, bố trí linh hoạt, cung cấp không gian trong nhà lớn cho các tòa nhà và độ cứng của từng bộ phận kết cấu tương đối đồng đều, có độ dẻo lớn và chu kỳ rung tự nhiên dài. Do đó, nó không nhạy cảm với tác động của động đất, có hiệu suất địa chấn tốt, cấu trúc đơn giản, dễ chuẩn hóa và hoàn thiện các thành phần và tốc độ thi công nhanh. Tuy nhiên, cấu trúc khung là hệ thống kết cấu linh hoạt điển hình và độ cứng ngang của chuỗi Nessler kém, dễ gây hư hỏng cho các thành phần không phải kết cấu.
Hệ thống lực chống bên kép
Hệ thống khung thép hỗ trợ (tấm tường chịu lực)
Để cải thiện độ cứng ngang của khung thép, chống tải trọng ngang hiệu quả và giảm sự dịch chuyển giữa các tầng, hệ thống hỗ trợ thẳng đứng bao gồm thép góc hoặc thép kênh thường được bố trí trong mặt phẳng tường. Khi tòa nhà cao hơn, nó tiết kiệm hơn so với khung thuần túy. Vị trí của giá đỡ phải phù hợp. Để phối hợp với thiết kế kiến trúc, nó thường được bố trí giữa bệ cửa sổ và đỉnh cửa sổ phía dưới, vừa được ẩn vừa có thể đáp ứng nhu cầu của hệ thống hỗ trợ.
Xét về cách bố trí cửa ra vào và cửa sổ, có thể sử dụng các dạng hình chữ W, chữ X, chữ K, hình xương cá và kiểu cửa. Bản lề khung và giá đỡ, được thiết kế theo thanh kéo hoặc thanh nén. Trong quá trình thiết kế, số lượng, hình dạng và độ cứng của giá đỡ có thể được điều chỉnh dựa trên chiều cao của tòa nhà và tác động của lực ngang. Để cải thiện hiệu quả độ cứng ngang của khung thép, giá đỡ nên được bố trí khép kín xung quanh cùng một mặt phẳng của tòa nhà để tạo thành một vòng gia cố khép kín. Giá đỡ lệch tâm có độ dẻo và hiệu suất tản năng lượng tốt dưới tác động của động đất và có thể được sử dụng ở những khu vực có động đất mạnh.
Hệ thống tường chịu lực bê tông khung thép
Hệ thống kết cấu tường chịu lực khung thép được sử dụng phổ biến nhất ở Trung Quốc. Hệ thống kết cấu tường chịu lực khung thép dựa trên nền móng khung ban đầu, để tăng độ cứng ngang của kết cấu và ngăn ngừa dịch chuyển ngang quá mức, theo nguyên tắc độ cứng tổng thể đồng đều, tường chịu lực hoặc ống lõi được thiết lập để chịu tải trọng ngang.
Hệ thống này sử dụng tường chịu lực bê tông cốt thép đúc tại chỗ ở cầu thang hoặc các bộ phận thích hợp khác (như tường ngăn) làm hệ thống chịu lực ngang chính của kết cấu, và phần khung chủ yếu chịu tải trọng thẳng đứng. Nó có đặc điểm là bố trí linh hoạt và sử dụng kết cấu khung thuận tiện, cũng như độ cứng đáng kể. Các hệ thống tường chịu lực phổ biến bao gồm tường chịu lực tấm thép, tường chịu lực được hỗ trợ bằng tấm thép nhúng và tường chịu lực bê tông có mối nối thẳng đứng.
Hệ thống ống lõi bê tông khung thép
Hệ thống này bao gồm một ống lõi bê tông cốt thép đúc tại chỗ được bao quanh bởi một phòng tắm (hoặc tòa nhà, phòng thang máy), và kết hợp với khung thép hình chữ H cán nóng để tạo thành một cấu trúc hỗn hợp. Các đặc điểm ứng suất của hệ thống ống lõi 2 khung thép tương tự như hệ thống kết cấu cắt khung bê tông cốt thép. Các đặc điểm của nó là phân chia lực rõ ràng trong kết cấu, độ cứng chống ngang cực kỳ mạnh của ống lõi, chủ yếu chịu tải trọng ngang (chiếm hơn 90% tổng độ cứng chống ngang của kết cấu); Khung thép chủ yếu chịu tải trọng thẳng đứng và có thể giảm kích thước mặt cắt ngang của các thành phần thép. Đã có rất nhiều kinh nghiệm ứng dụng ở Trung Quốc.
Hệ thống lực chống bên mới
Bao gồm hệ thống kết cấu giàn thép chịu lực, hệ thống kết cấu ống lõi bê tông (tường chịu lực) khung thép Changsun được hình thành bằng cách kết hợp bố trí giếng thang máy, giếng đường ống hoặc tường cầu thang bộ, và hệ thống lõi kết cấu tường chịu lực tấm thép chịu lực.
Làm cho khung thép chủ yếu chịu tải trọng thẳng đứng, trong khi khung thép, giàn cắt và tường cắt hoạt động cùng nhau để chịu tải trọng ngang, để đảm bảo rằng chuyển vị ngang của kết cấu được kiểm soát trong các giá trị cho phép được chỉ định trong các thông số kỹ thuật. Các thành phần lực chống ngang có thể là giàn cắt, ống lõi bê tông (tường cắt) hoặc tường cắt tấm thép cắt. Có thể áp dụng các hệ thống lực chống ngang khác nhau trong quá trình thiết kế dựa trên chiều cao của tòa nhà và hiệu ứng lực ngang.
Hệ thống kết cấu giàn so le
Nó bao gồm các cột ở mặt ngoài của ngôi nhà và một giàn có nhịp bằng chiều rộng của ngôi nhà. Chiều cao của giàn bằng chiều cao của sàn, và các lớp trên và dưới được sắp xếp xen kẽ trên các cột liền kề. Một đầu của tấm sàn được đặt trên dây trên của giàn, và đầu kia được đặt trên dây dưới của giàn liền kề. Do bố trí một giàn với hai ô và không có cột ở giữa, rất phù hợp cho các tòa nhà dân cư và khách sạn đòi hỏi bố trí linh hoạt của từng đơn vị.
Đồng thời, do cách bố trí các khoang giàn, mô men uốn cục bộ do dây giàn gây ra được giảm xuống, khiến mô men uốn của cột trong mặt phẳng khung rất nhỏ, chủ yếu chịu lực dọc, có lợi cho việc giảm kích thước mặt cắt ngang của cột. Độ cứng ngang của khung lớn, độ dịch chuyển ngang nhỏ.
